简述主存与Cache之间三种映射方式。

核心考点

直接映射、全相联映射、组相联映射的基本思想、地址划分及优缺点，重点掌握“冲突程度与硬件成本之间的折中”。

参考答案(答题要点)

1.直接映射：主存中每一块只能映射到 Cache 中唯一的一行，映射关系为 Cache行号=主存块号 mod Cache行数。地址通常划分为标记、Cache行号、块内地址。优点是硬件简单、成本低、查找速度快;缺点是冲突概率高，Cache利用率较低。

2.全相联映射：主存中任一块可以映射到 Cache 中任意一行。地址通常划分为标记和块内地址。优点是映射灵活、冲突少、命中率较高;缺点是需要比较所有Cache行的标记，比较器多、硬件成本高，适合容量较小的Cache。

3.组相联映射：将Cache分成若干组，组间采用直接映射，组内采用全相联映射。主存块先映射到唯一的一组，再可放入该组内任意一行。地址通常划分为标记、组号、块内地址。优点是兼顾直接映射的简单和全相联映射的灵活，冲突较少、成本适中，是常用折中方案。

4.三者比较：直接映射冲突最多但硬件最简单;全相联映射冲突最少但硬件最复杂;组相联映射介于两者之间。组相联中每组包含r行时称为r路组相联。

5.总结：判断映射方式看“主存块能放到哪里”：只能放唯一行是直接映射，可放任意行是全相联，先定组再组内任意是组相联。地址划分要抓住“标记、行号或组号、块内地址”。

易错提醒

直接映射不是“主存块号等于Cache行号”，而是取模映射。全相联映射地址中没有Cache行号或组号，只有标记和块内地址。组相联映射是“组间直接、组内全相联”，不要说反。冲突概率与硬件成本通常成反比，组相联是折中方案。

今日小测

某Cache采用4路组相联映射，其含义是什么?

答案：Cache分成若干组，每组有4行;主存块映射到唯一一组后，可放入该组内4行中的任意一行。